2023八年级物理下册第十章机械与人第五节机械效率第2课时探究和测量机械效率教案新版沪科版

Page1第2课时探究和测量机械效率【教学目标】一、知识与技能1.能结合实例进一步了解什么是有用功、额外功和总功．2.理解什么是机械效率，能够设计实验测量斜面、滑轮组、杠杆等简单机械的机械效率，并利用实验探究的数据计算机械效率，知道机械效率总小于1.二、过程与方法1.通过实验探究进一步熟悉W有、W额、W总的含义，并清楚它们之间的关系．2.通过实验探究影响机械效率的因素，找出提高机械效率的方法．三、情感、态度与价值观在实验中培养合作精神，养成实事求是、尊重实验结果的科学态度．【教学重点】掌握机械效率的计算方法，理解如何提高机械效率.【教学难点】探究斜面、杠杆、滑轮等简单机械的机械效率，掌握影响机械效率的因素．【教具准备】弹簧测力计、细线、刻度尺、钩码、滑轮、多媒体课件等．【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习有用功、额外功、总功和机械效率的概念，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.【新课引入】使用同一滑轮组提升不同的重物，其机械效率总是一定的吗？要知道答案，下面我们就来学习第2课时“探究和测量机械效率.”【课堂导学】【指导预习】阅读课本P203－P204页的文字内容和插图，在基本概念、定义、规定及规律上，用红笔做上记号，并完成学案中“课前预习”部分.各小组内部交流讨论，提出预习疑问.【交流展示】1.各小组代表举手发言，报告“课前预习”答案，教师评价订正.2.学生质疑，教师指导释疑.【拓展探究】知识点1机械效率总是一定的吗学生分组实验，教师巡视指导.先让学生按照教材图10-34所示的方式组装好滑轮组，并使用滑轮组提起相应的重物，小组讨论明确实验中哪些是有用功，哪些是额外功，总功怎么测量，然后进行实验，将三次实验数据填写在下表中，比较三次测算的机械效率是否相等.教师补充：在实验中，一定要匀速竖直向上拉弹簧测力计且在拉动过程中读数，以减小实验误差.如果不是匀速地拉，弹簧测力计示数忽大忽小，且滑轮组对钩码的拉力不等于钩码的重力，无法使用η＝计算机械效率；如果向下拉，弹簧测力计由于弹簧的自重而导致示数F偏小，η偏大；如果在弹簧测力计静止时读数，由于滑轮和轴之间没有摩擦，则读数F偏小，η偏大．分析数据比较得出结论，引导学生分析提高机械效率的方式：（1）同一滑轮组，载重越大，机械效率越大，所以滑轮组在满载情况下工作，可以增大有用功占总功的比例，提高机械效率．（2）相同载重的情况下，动滑轮重力越小，机械效率越高，所以减小滑轮组中动滑轮的自重，可以减小额外功占总功的比例，提高机械效率．（3）改进机械结构，在滑轮的转轴上加润滑油，以减小摩擦阻力，减小额外功占总功的比例，提高机械效率．师生互动归纳总结：提高机械效率的方法：①增加被提升物体的重量；②使用较轻的动滑轮；③设法减小绳和轮之间的摩擦.师：根据上述分析，小组讨论交流为什么使用任何机械都要对外做额外功？生：因为任何机械运转过程中都存在摩擦，任何机械都受重力作用，所以使用任何机械都要克服摩擦和机械自重而做额外功.例（多媒体展示）（江苏泰州中考）某实验小组利用如图所示的装置测滑轮组机械效率，记录数据如下表：（1）实验时，应沿竖直方向拉动弹簧测力计；（2）第2次实验中，拉力做的总功是J，滑轮组做的有用功是J，滑轮组的机械效率η＝%（结果保留一位小数）.（3）由记录的数据分析，两次机械效率不同的主要原因是.解析：在探究滑轮组的机械效率时，用弹簧测力计提升重物时应沿竖直方向匀速地拉动物体上升，拉力做的功为总功，对重物做的功为有用功，滑轮组的机械效率为η=＝，所以第二次的总功W总＝2.4N×0.3m=0.72J,第二次做的有用功为W有=G物h=6N×0.1m=0.6J，机械效率为η==0.6J/0.72J×100%=83.3％,通过对两次实验数据的比较，可得出：滑轮组所提升的钩码重不同，机械效率不同，钩码越重，机械效率越高．答案：（1）匀速（2）0.720.683.3（3）钩码重不同课堂小结1.测滑轮组的机械效率（1）实验原理：η=，其中W有＝Gh，W总＝Fs.（2）测量的物理量：钩码重G，钩码移动距离h，拉力F，绳自由端移动距离s.（3）器材：刻度尺、钩码、铁架台、滑轮组、长约2m的细绳.（4）装置图：如图所示.（5）步骤：①按图把滑轮组安装好，记下钩码和弹簧测力计的起点位置；②匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，从弹簧测力计读出拉力F，记下钩码和弹簧测力计的终点位置；③用刻度尺测出钩码提升高度h和弹簧测力计移动的距离s（起点位置到终点位置的距离）.2.提高机械效率的有效途径：（1）减轻机械自重；（2）减小机械间的摩擦（加润滑油）；（3）允许情况下增加物重．课后作业1.请同学们完成课本P205页作业1、2.2.请同学们完成本课时对应的练习.教材习题解答（P205）1.因为机械在做有用功的时候总是不可避免的要做一些额外功（比如克服摩擦做功等），这样就会使得总功大于额外功，也就是W总大于W有，根据公式就会得到机械效率总小于1．2．在允许范围内，增加物重、减小摩擦、减轻动滑轮质量等.机械效率总是一定的吗机械效率总是一定的吗？1.滑轮组的机械效率：动滑轮越多，机械效率越低.2.提高机械效率的有效途径：（1）减轻机械自重；（2）减小机械间的摩擦（加润滑油）；（3）允许情况下增加物重.1.实验探究过程中可以放开思维，让学生大胆质疑，提出各种猜想假设，分组由他们自己设计、进行实验